用Java 8流计算加权平均

Question

如何计算Map<Double, Integer>的加权平均值，其中整数值是要平均的双值的权重。地图有以下要素：

1. ( 0.7,100) //数值为0.7，重量为100
2. (0.5,200)
3. (0.3,300)
4. (0.0,400)

我希望使用Java 8流应用以下公式，但不确定如何同时计算分子和分母，并同时保存它们。这里怎么用减价？

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Answer 1

您可以为此任务创建自己的收集器：

static <T> Collector<T,?,Double> averagingWeighted(ToDoubleFunction<T> valueFunction, ToIntFunction<T> weightFunction) {
    class Box {
        double num = 0;
        long denom = 0;
    }
    return Collector.of(
             Box::new,
             (b, e) -> { 
                 b.num += valueFunction.applyAsDouble(e) * weightFunction.applyAsInt(e); 
                 b.denom += weightFunction.applyAsInt(e);
             },
             (b1, b2) -> { b1.num += b2.num; b1.denom += b2.denom; return b1; },
             b -> b.num / b.denom
           );
}

这个自定义收集器使用两个函数作为参数:一个函数返回用于给定流元素的值(作为ToDoubleFunction)，另一个函数返回权重(作为ToIntFunction)。它使用一个助手本地类，在收集过程中存储分子和分母。每次接受一个条目时，分子都会随着值与其权重的乘积而增加，分母也会随着权重的增加而增加。然后，finisher将两者的除法作为Double返回。

示例用法如下：

Map<Double,Integer> map = new HashMap<>();
map.put(0.7, 100);
map.put(0.5, 200);

double weightedAverage =
  map.entrySet().stream().collect(averagingWeighted(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue));

Answer 2

您可以使用此过程计算地图的加权平均值。注意，映射条目的键应该包含值，映射条目的值应该包含权重。

     /**
     * Calculates the weighted average of a map.
     *
     * @throws ArithmeticException If divide by zero happens
     * @param map A map of values and weights
     * @return The weighted average of the map
     */
    static Double calculateWeightedAverage(Map<Double, Integer> map) throws ArithmeticException {
        double num = 0;
        double denom = 0;
        for (Map.Entry<Double, Integer> entry : map.entrySet()) {
            num += entry.getKey() * entry.getValue();
            denom += entry.getValue();
        }

        return num / denom;
    }

您可以通过它的单元测试来查看usecase。

     /**
     * Tests our method to calculate the weighted average.
     */
    @Test
    public void testAveragingWeighted() {
        Map<Double, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(0.7, 100);
        map.put(0.5, 200);
        Double weightedAverage = calculateWeightedAverage(map);
        Assert.assertTrue(weightedAverage.equals(0.5666666666666667));
    }

单元测试需要这些导入：

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

代码需要这些导入：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

希望能帮上忙。

Answer 3

public static double weightedAvg(Collection<Map.Entry<? extends Number, ? extends Number> data) {
    var sumWeights = data.stream()
        .map(Map.Entry::getKey)
        .mapToDouble(Number::doubleValue)
        .sum();
    var sumData = data.stream()
        .mapToDouble(e -> e.getKey().doubleValue() * e.getValue().doubleValue())
        .sum();
    return sumData / sumWeights;
}